– Тези идиоти поставиха порцеланов контейнер със «желе» в специална камера, която е максимално изолирана… Тоест, те смятаха, че камерата е максимално изолирана, но когато отвориха контейнера с манипулатори, «желе» премина през метала и пластмасата, като вода през гъба, излиза навън, а всичко, с което се докосва, отново се превръща в «желе». Загинали са тридесет и пет души, повече от сто са осакатени, а цялата лабораторна сграда е напълно унищожена. Били ли сте там някога? Великолепна сграда! А сега «желе» се е стичало в мазетата и долните етажи… Ето ви началото на контакта.
— А. Стругацки, Б. Стругацки «Пикник на краен път»
Здравей, %%username%!
В това, че все още нещо пиша — обвинявайте . Той ми вдъхна идеята.
Просто, след малко размишления, реших, че кратък преглед на агресивните вещества ще стане сравнително бързо. Може да е интересно на някого. А за някого — и полезно.
Да тръгваме.
Нека първо да уточним понятията.
Агресивен — 1. Химически корозивен. 2. Остър, предизвикващ дразнене, болка. 3. Язвителен, остър.
Ожегов С.И. Речник на руския език. — М.: Рус.яз., 1990. — 921 стр.
Така че, веднага отхвърляме последните две значения на думата. Също така отхвърляме «агресивните» лакриматори — които не са толкова агресивни, колкото предизвикват сълзене, и стернити — които предизвикват кашлица. Да, по-долу ще имаме вещества, които имат и тези свойства, но те — най-важното! — наистина разяждат материали, а понякога и плът.
Няма да разглеждаме вещества, агресивни само за хората и подобни — поради специфичното разрушаване на клетъчните мембрани. И затова иприти ще останат без работа.
Ние ще разглеждаме съединения, които при стайна температура са – течности. Следователно, течен кислород и азот, както и газове като флуор, няма да разглеждаме, въпреки че могат да се считат за агресивни, да.
Както обикновено, погледът ще бъде изцяло субективен, основан на собствения ми опит. И да — напълно е възможно, че може да не спомена някого — пишете коментари, %username%, в течение на три дни след публикуването ще допълвам статията с това, което съм забравил от самото начало!
И да — нямам време и сили да правя «топ списък», така че ще бъде микс. И с всички изключения — стана доста кратка.
Агресивни основи
Конкретно — хидроксидите на алкалните метали: литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций, хидроксид на талий (I) и хидроксид на барий. Но:
- Литий, цезий, рубидий и барий отхвърляме — скъпи и рядко срещани
- Ако ти, %username%, срещнеш хидроксид на франций, то активността му ще те тревожи последна — той е ужасно радиоактивен
- Същото важи и за талия — той е смъртоносно отровен.
Следователно остават натрий и калий. Но да бъдем откровени — свойствата на всички едки основи са много сходни.
Хидроксид на натрия — известен на всички като "каустична сода". Хидроксид на калия като хранителна добавка Е525 — също. По свойства и двата са подобни: значително хигроскопични, тоест задържат вода, на въздуха "се разливат". Добре се разтварят във вода, като освободят голямо количество топлина.
"Разливането" на въздуха — всъщност образуването на много концентрирани разтвори на основи. Следователно, ако поставиш парче едка основа на хартия, кожа, някои метали (като алуминий) — то след известно време ще забележиш, че материалът е бил добре унищожен! Това, което показваха в "Боен клуб" — е много вярно: наистина, потни ръце — да в основата — ще боли! Лично на мен ми се стори по-болезнено, отколкото от солна киселина (за нея по-долу).
Обаче, ако ръцете са много сухи — вероятно в именно сухата основа няма да усетиш нищо.
Едките основи отлично разграждат мазнините на глицерин и соли на мастни киселини — така се прави сапун (здравей, "Боен клуб!") Малко по-дълго, но също така ефективно се разпадат и белтъците — тоест принципно основите разтварят тъкан, особено силни разтвори — да, при нагряване. Недостатъкът в сравнение с хлороводородната киселина (за нея също по-долу) е, че всички основи имат склонност да абсорбират въглероден диоксид от атмосферата, поради което силата им постепенно ще намалява. Освен това, основите реагират и с компонентите на стъклото — стъклото помътнява, макар за да се разтвори напълно — тук, разбира се, трябва да се постараеш.
Към едките основи понякога се отнасят и тетраалкиламмониевите хидроксиди, например
Хидроксид на тетраметиламмония
Наистина, в тези вещества са съединени свойствата на катионните повърхностно-активни вещества (като обикновеното сапун — само катионно: активната част е дифилна част — с заряд «+», а в сапуна — с заряд «-«) и относителната висока основност. Ако попадне на ръце — може да се намокри с вода и да се измие, като със сапун; ако в воден разтвор загреете косата, кожата или ноктите — те ще се разтворят. «Едкостта» на фона на хидроксидите на натрий и калий — не е особено впечатляваща.
Сярна киселина
H2SO4
Най-популярната, вероятно, във всичките истории. Не е най-едка, но е достатъчно неприятна: концентрираната сярна киселина (която е 98%) — маслено вещество, което много обича водата, и затова отнема вода от всички. Отнемайки вода от целулозата и захарта, я изгаря. По същия начин, тя радостно ще отнеме вода и от теб, %username%, особено ако я налееш на нежната си кожа на лицето или в очите (в очите, всъщност, нещата ще се случат с приключения). Особено добри хора смесват сярната киселина с масло, за да бъде по-трудно да се свали и да се абсорбира по-добре в кожата.
Между другото, взимайки вода, сярната киселина се загрява доста, което прави картината още по-сочна. И затова, измиването ѝ с вода — е много лоша идея. По-добре — с масло (измиване, а не втриване — а след това вече да се изтече с вода). Или с голям поток вода, за да охлади веднага.
«Първо вода, а после киселина — иначе ще се случи голямо бедствие!» — това е именно за сярната киселина, въпреки че по някаква причина всички смятат, че става въпрос за всяка киселина.
Като окислител, сярната киселина окислява повърхностите на металите до оксиди. А тъй като взаимодействието на оксидите с киселините протича с участието на вода като катализатор — а водата сярната киселина не отдава — се получава ефект, наречен пасивация: плътният, неразтворим и непроницаем слой оксид на метала го защитава от по-нататъшно разтваряне.
По този механизъм концентрираната сярна киселина се изпраща на далечни разстояния, железо, алуминий. Интересно е, че ако киселината се разреди — появява се вода, и не може да се изпраща — металите се разтварят.
Между другото, оксидът на сярата SO3 се разтваря в сярната киселина и се получава олеум — който понякога неправилно пишат като H2S2O7, но това не е съвсем вярно. Олеумът има много по-силно привличане към водата.
Собствени усещания от попадането на серната киселина върху ръката: леко топло, след това малко парене — измих под крана, нищо страшно. На филмите не вярвайте, но не съветвам да капе на лицето.
Органичните химикали често използват хромов оксид или "хромова смес" — това е бихромат на калия, разтворен в серна киселина. По същество това е разтвор на хромова киселина, който е добър за измиване на съдове от остатъци от органика. При попадане на ръка също паре, но по същество — серна киселина плюс токсичен шестивалентен хром. Дупки в ръката не очаквайте, освен ако не на дрехите.
Авторът на тези редове познава идиота, който вместо бихромат на калия е използвал перманганат на калия. При контакт с органика леко гръмна. Присъстващите се отърваха с малко страх.
Солна киселина
HCl
Над 38% във вода не съществува. Една от най-популярните киселини за разтваряне — в това отношение е по-добра от останалите, защото технологически може да бъде много чиста, а освен действието си като киселина, образува и комплексни хлориди, които увеличават разтворимостта. Между другото, именно по тази причина неразтворимият хлорид на среброто е много разтворим в концентрирана солна киселина.
Тази, при попадане на кожата, паре малко по-силно, субективно — също така сърби, а и мирише: ако в лаборатория с лоша вентилация работите много с концентрирана солна киселина — вашият зъболекар ще ви каже "благодаря": ще го обогатите с пломбите. Между другото, дъвката помага. Но не много. По-добре — вентилацията.
Тъй като не е маслена и не се загрява много във вода, та корозията — само спрямо металите, и то не при всички. Между другото, стоманата в концентрирана солна киселина се пассивизира и ѝ казва "не!". С което се ползват при транспорт.
Азотна киселина
HNO3
Също много популярна, също нещо от което се страхуват — напразно. Концентрированата — до 70% — е най-популярната, над 70% — това е "димообразуваща", повечето пъти ненужна. Има и безводна — та дори и експлодира.
Будейки се окислител, пассивизира много метали, които се покриват с неразтворима филм и казват: "довиждане" — това е хром, желязо, алуминий, кобалт, никел и други.
Кожата веднага реагира по принципа на ксантопротеиновата реакция — ще се образува жълто петно, което означава, че ти, %username%, всъщност си от протеини! След известно време жълтата кожа ще се обели, както при изгаряне. При това щипе по-малко от солна киселина, въпреки че мирише също толкова зле — а този път е и по-токсична: летящите оксиди на азота не са много полезни за организма.
В химията използват т.нар. "нитрираща смес" — най-популярната е от сярна и азотна киселина. Използва се в синтези, по-специално за получаване на весело вещество — пироксилин. По хабливост — това е същият хромпик плюс красива жълта кожа.
Има и "царска вода" — това е част от азотната киселина на три части солна. Използва се за разтваряне на някои метали, предимно — благородни. На различното съотношение и добавянето на вода е основан капковият метод за проверка на проби от златни изделия — между другото, специалистите по този метод са много трудни за мамене с фалшификати. По хабливост за кожата — същата "нитрираща смес" плюс мирише отлично, миризмата не може да се сгреши с нищо, тя също е доста токсична.
Има още "обратна царска водка" — когато съотношението е обратно, но това е рядка спецификация.
Фосфорна киселина
H3PO4
Всъщност посочих формулата на ортофосфорната киселина — най-разпространената. Има още метафосфорна, полифосфорни, ултрафосфорни — накратко, достатъчно е, но не е важно.
Концентрирована ортофосфорна киселина (85%) — това е един вид сироп. Киселината сама по себе си е средна, често се използва в хранителната индустрия, между другото — когато ти поставят пломби, повърхността на зъба предварително се травмира с фосфорна киселина.
Корозивността й е сравнително ниска, но има неприятен нюанс: този сироп се впива добре. Затова, ако капне на неща — ще се впие, а после ще започне бавно да разяжда. И ако от азотна и солна киселина остане петно или дупка — то от фосфорна вещите ще се разпадат, особено е цветно на обувките, когато дупката започва да се рони, докато не пробие.
Общо взето, трудно е да се нарече корозивна.
Плавикова киселина
HF
Концентрирована плавикова киселина — около 38%, въпреки че има и странни изключения.
Слаба киселина, която с яростна любов привлича флуорид-ионите и образува стабилни комплекси с всичко, с което може. Затова удивително разтваря неща, които други, по-силни приятелки, не могат, и поради това често се използва в различни смеси за разтваряне. Когато попадне на ръка, усещанията ще бъдат повече от другите компоненти на тези смеси, но има един нюанс.
Плавикова киселина разтваря SiO2. Тоест пясък. Тоест стъкло. Тоест кварц. И така нататък. Не, ако излееш тази киселина на прозореца — той няма да се разтвори, но ще остане мътен петно. За да се разтворят нещата — нужно е да се задържат дълго време, а още по-добре — да се нагреят. При разтваряне се отделя SiF4, който е толкова полезен за здравето, че е по-добре това да се прави под абсорбатор.
Малък, но приятен нюанс: силиций се съдържа у теб, %username%, в ноктите. Така че, ако плавиковата киселина попадне под ноктите — няма да забележиш нищо. Но през нощта няма да можеш да спиш — ще боли ТАК, че понякога ще ти се струва, че искаш да отсекаш пръста си. Повярвай, приятелю — знам.
А иначе плавиковата киселина е токсична, канцерогенна, прониква през кожата и куп други неща — но днес говорим за агресивност, нали?
Помниш ли, уговорихме се в самото начало, че флуор няма да има? И наистина няма да има. Но ще има…
Флуориди на инертни газове
Всъщност флуорът е строг тип, с него не можеш особено да се фукжмяш, затова някои инертни газове образуват с него флуориди. Известни са стабилни флуориди като: KrF2, XeF2, XeF4, XeF6. Всичко това са кристали, които на въздуха с различна скорост и желание се разлагат от влагата до плавикова киселина. Агресивността — съответстваща.
Йодоводородна киселина
HI
Най-силната (по степен на дисоциация във вода) бинарна киселина. Силен редуктор, който използват органичните химиците. На въздуха се окислява и става кафява, с която замърсява при контакт. Усещания при контакт — както от солна киселина. И това е всичко.
Хлорна киселина
HClO4
Една от най-силните (по степен на дисоциация във вода) киселини изобщо (с която конкурират суперкиселини – за тях по-долу) – функцията на киселинността на Гаммета (численото изразяване на способността на средата да бъде донор на протони по отношение на произволната основа, колкото по-малко число – толкова по-силна е киселината) е -13. Безводната – силен окислител, обича да експлодира и изобщо не е стабилна. Концентрированата (70%-72%) – окислител не по-малко силен, често се използва за разлагане на биологични обекти. Разлагането е интересно и вълнуващо с това, че може да експлодира в процеса: трябва да се следи да няма частици въглища, да не кипи прекалено бурно и т.н. Хлороводородната киселина също е доста мръсна – невъзможно е да я очистиш с субдестилация, експлодира, проклетата! Затова не я използват често.
Когато попада на кожата, парещо е, усещанията са като от солна. Мирише. Когато виждате във филмите, че някой е хвърлил труп в съд с хлороводородна киселина – и той се е разтворил, да, това е възможно – но отнема време или трябва да се нагрява. Ако се нагрява – може да гръмне (вижте по-горе). Така че бъдете критични към киното (мисля, че го видях в „Кловърфилд, 10“).
Между другото, агресивността на оксида на хлора (VII) Cl2O7 и оксида на хлора (VI) Cl2O6 е резултат от това, че с вода тези оксиди образуват хлороводородна киселина.
А сега да си представим, че сме решили да комбинираме в едно съединение силната киселинност – и агресивността на флуора: ще вземем молекулата на хлороводородната или серната киселина – и ще заменим нейните хидроксилни групи с флуор! Ще се получи изключително опасно вещество: то ще взаимодейства с вода и подобни съединения – и на мястото на реакцията веднага ще се образува силна киселина и флуороводородна киселина. Какво ще кажете?
Флуоридите на серата, брома и йода
Помните ли, че се договорихме да разглеждаме само течности? По тази причина в нашата статия не попадна трифлуорид на хлора ClF3, който кипи при +12 °C, макар всички страхотии за това, че е ужасяващо токсичен, запалва стъкло, противогаз и при разливане на 900 килограма – прояжда 30 см бетон и метър чакъл – всичко това е вярно. Но ние се договорихме – течности.
Има обаче жълта течност – пентафлуорид на йода IF5, безцветна течност – трифлуорид на брома BrF3, светло-жълта – пентафлуорид на брома BrF5, които не са по-лоши. BrF5, например, също разтваря стъкло, метали и бетон.
По подобен начин — сред всички флуориди на сярата, само декафлуорид на дисера (понякога я наричат още петфлуорна сяра) — безцветна течност с формула S2F10. Но това съединение е сравнително стабилно при нормални температури, не се разлага във вода — а затова не е особено и корозивно. Истината е, че е 4 пъти по-токсично от фосгена с аналогичен механизъм на действие.
Между другото, говорят, че пентафлуорид на йода е бил "специален газ" за запълване на атмосферата в спасителния шатъл в последните кадри на филма "Чужд" от 1979 година. Ами не помня, честно.
Суперкислоти
Терминът "суперкислота" е въведен от Джеймс Конан в 1927 година за класифициране на по-силни киселини от обикновените минерални киселини. В някои източници хлорната киселина се отнася към суперкислотите, но това не е така — тя е обикновена минерална киселина.
Редът на суперкислотите е минерални, към които е добавен халоген: халогенът привлича електроните, всички атоми стават много чувствителни, а всичко, както обикновено, остава за водорода: той се отделя под формата на H+ — бабах: ето така киселината стана по-силна.
Примери — флуорна и хлорна сярна киселини
При флуорната сярна киселина функцията на Гаммета е -15.1, между другото, благодарение на флуора, тази киселина постепенно разтваря епруветката, в която се съхранява.
После някой умен човек си помисли: а да вземем киселината на Луис (вещество, което може да приеме двойка електрони от друго вещество) и да я смесим с киселината на Бренстед (вещество, което може да отдаде протон)! Смесили пентафлуорида на антимона с хидрофлуорна киселина — получихме гексафлуорид на антимон HSbF6. В тази система хидрофлуорната киселина отделя протон (H+), а съпътстващата основа (F−) се изолира чрез координационна връзка с пентафлуорида на антимона. Така се образува голям октaедричен анион (SbF6−), който е много слаб нуклеофил и много слаба основа. Ставайки "свободен", протонът обуславя свръхкислотността на системата — функцията на Гаммета е -28!
А после дойдоха други и казаха, а защо взехме слабата киселина на Бренстед — и измислиха следното.
Тетрафлуорметансулфоновата киселина
— сама по себе си вече е суперкислота (функция на Гаммета — 14,1). Така че, добавиха отново пентафлуорида на антимона — получиха намаление до -16.8! Същият номер с флуорната сярна киселина даде намаление до -23.
А после група учени с химическия факултет на американския университет в Калифорния под ръководството на професор Кристофър Рийд се срещна с колеги от Института по катализа на СО РАН (Новосибирск) и създадоха карборанова киселина H(CHB11Cl11). Нали я нарекоха "карборанова" за обикновените хора, а ако искаш да се почувстваш учен — произнеси "2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-ундекахлор-1-карба-клозо-додекаборан(12)" три пъти бързо.
Ето как изглежда тази красавица
Това е суха прахообразна субстанция, която е разтворима във вода. Това е Най-Силната Киселина в момента. Карборановата киселина е приблизително милион пъти по-силна от концентрираната сярна киселина. В обикновените скали е невъзможно да се измери силата на киселината, тъй като тя протонира всички известни слаби основания и всички разтворители, с които се разтваря, включително вода, бензол, фулерен-60, диоксид на серен.
По-късно Кристофър Рийд в интервю за новините на Nature каза: "Идеята за синтез на карборанова киселина произлезе от фантазии "за молекули, никога преди не създавани." Заедно с колегите си той иска да използва карборановата киселина за окисление на атоми на инертния газ ксенон — просто защото никой преди това не е правил това. Оригинално, какво да се каже.
Тъй като суперкиселините — това са обикновени киселини, те действат по същия начин, само малко по-силно. Ясно е, че кожата ще се изгаря, но това не означава — че разтваря. Фторсулфоновата киселина — отделен случай, но там всичко е благодарение на флуора, както и в плавиковата.
Тригалогенуксусни киселини
А конкретно — трифлуороцетна и трихлороцетна киселина
Сладки и приятни със съчетанието си от свойства на органичен полярен разтворител и достатъчно силна киселина. Пихнат — наподобява на оцет.
Най-сладкото е — трифлуороцетната киселина: 20%-ен разтвор разрушава метали, корк, гума, бакелит, полиетилен. По кожата пари и образува сухи язви, които достигат до мускулния слой.
Трихлороцетната в това отношение — по-малкият брат, но също така не е лошо. Между другото, аплодисменти за нежния пол: в преследването на красотата, някои преминават през така наречената процедура ТСА-пилинг (ТСА — това е TetraChloroAcetate) — когато с тази тетрахлороцетна киселина разтварят горния груб слой на кожата.
Истината е, че ако козметикът заговори по телефона, може да се получи провал.
Ето как, ако говорим за течността и за нейната киселинност. Ще има ли още допълнения?
Източник: habr.com
